Fizyka dla elektroników 1
Dr Grzegorz Harań
Wykład 04
Mechanika
Praca i energia
ą
W F r
Praca wykonana przez siłę na drodze pomiędzy
ąśąt źą
rk r
punktami i wynosi:
p
r
k
ą
W =
ą
+"F"d r
r
p
ą
F"d r cos�ą
ą=Fdr
ą
F d r
Elementarna praca wykonana przez siłę przy przesunięciu .
ą
Praca jest wielkością skalarną, jednostką pracy jest dżul [J], 1J=1N"1m .
ą ą
F S
Praca wykonana przez stałą siłę przy przesunięciu ciała o wektor :
ą
Sbar S S
ą= ą
W = F"d S FdS cos �ą=F cos �ą dS= FS cos�ą=F"ą
S
+" +" +"
0 0 0
ą
W =F"ą =FS cos�ą
S
Przykładem pracy wykonanej przez stałą siłę jest przesunięcie ciała w jednorodnym polu
grawitacyjnym Ziemi.
Praca wykonana przez pole grawitacyjne
W =m g"ą=mgS cos180o=-mgS
S
ą
g
ą
A praca wykonana przez siłę podnoszącą F
ą
W =F"ą= FS cos0o=FS
S
F
m
Całkowita praca wykonana na masie to praca wykonana przez wszystkie siły
działające na tę masę, a więc
W =W �ąW = FS-mgS
g F
Praca może być dodatnia, ujemna i równa zeru.
Np. pracy nie wykonuje siła dośrodkowa, tzn. siła powodująca ruch po okręgu.
Wiemy, że przyspieszenie dośrodkowe w ruchu jednostajnym po okręgu to:
2
ad =V
r
V r
gdzie jest szybkością a promieniem okręgu.
Z II Zasady Dynamiki otrzymujemy:
2
mV
F =mad= .
d
r
Siła dośrodkowa nie jest konkretnym oddziaływaniem, a opisuje zbiór sił, które prowadzą do ruchu
po okręgu.
Np. siła Lorentza, czyli siła oddziaływania ładunku z polem magnetycznym.
�! inna p łaszczyzna
ą
B - jednorodne pole magnetyczne, - ładunek cząstki
q
ą ą ąL
F =qV �B #"F #"=qVB sin 90o=qVB
Siła Lorentza
L
2
ąL to siła dośrodkowa i możemy zapisać, że mV =qVB
F
r
Siła dośrodkowa nie wykonuje pracy ponieważ:
rk
ą
W = F"d r
+" ą
r
p
ąd ą=Fdr
F d r cos90o=0
A gdy siłą dośrodkową jest siła Lorentza to możemy zapisać to inaczej:
ąL ą=śą ą ą
F d r q V � Bźą"d r V �ą ą dt=0
ą
�ą=śąq ą Bźą"V
ą
V dt
Ograniczmy się do ruchu jednowymiarowego, tzn.:
ą
F =śą F ,00źą , d r dx,0 ,0źą F"d r=Fdx
ą=śą ą
i praca:
xk
W = F dx
+"
xp
Praca wykonana przez siłę sprężystości:
Siła sprężystości jest określona przez:
Prawo Hooke'a:
x
Jeśli sprężyna jest rozciągnięta lub ściśnięta o mała długość względem swojego stanu
równowagi to wywiera ona siłę:
F =-kx
s
k
gdzie jest stałą materiałową nazywaną stałą (współczynnikiem) sprężystości.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
W05 Fizyka Haran
W03 Fizyka Haran
W01 Fizyka Haran
W08 Fizyka Haran
W07 Fizyka Haran
W06 Fizyka Haran
W09 Fizyka Haran
W02 Fizyka Haran
pawlikowski, fizyka, szczególna teoria względności
W04 zaopatrzenie 2
Heller Czy fizyka jest nauką humanistyczną
Program wykładu Fizyka II 14 15
CKE 07 Oryginalny arkusz maturalny PR Fizyka
fizyka P5

więcej podobnych podstron